velikanska tehnologija | Novo v industriji | 22. april 2025
1. Uvod
Kabelski koluti so naprave za navijanje kablov, ki zagotavljajo napajanje, krmilno napajanje ali krmilne signale za veliko mobilno opremo. Široko se uporabljajo v številnih mobilnih napravah na področju pristanišč, dokov, projektov varstva vode in jeklarstva, kot so portalni žerjavi, stolpni žerjavi, portalni žerjavi, pomorski žerjavi, stroji za ravnanje s sipkimi materiali (zlagalniki z žlico), portalni žerjavi za hidroelektrarne in električni ploščadi, odrska razsvetljava in ozvočenje itd.
2. Oblika izdelka
Glede na obliko moči ga lahko razdelimo na: ročni tip, tip protiuteži, elastični tip, tip navornega motorja, histerezni tip, tip menjalnika s spremenljivo frekvenco, tip hidravlične sklopke in tip magnetne sklopke.
Glede na različne materiale navijanja ga lahko razdelimo na: kabelski kolut, kolut za cev (prenosni medij je plin, tekočina) in kolut za optični kabel.
Kabelski koluti so glede na razporeditev kablov razdeljeni na aksialne enovrstne in aksialne večvrstne.
Kabelski koluti so glede na položaj kolektorskega drsnega obroča razdeljeni na dve vrsti: notranji tip drsnega obroča in zunanji tip drsnega obroča.
3. Načela oblikovanja
3.1 Specifikacije in vrste kablov
1) Zunanji premer kabla, ki neposredno vpliva na aksialno velikost koluta.
2) Oblika kabla, okrogel ali ploščat kabel. Ploščati kabel je mogoče naviti samo v eni vrsti.
3) Teža in dolžina kabelske enote (kg/m) vplivata na potrebno moč koluta. Večja kot je teža in dolžina enote, večja je potrebna moč koluta.
4) Polmer upogibanja kabla vpliva na najmanjši premer koluta. Če je premer koluta manjši od polmera upogibanja kabla, se kabel poškoduje.
5) Število kabelskih jeder vpliva na število drsnih obročev kolektorja.
6) Napetost in tok vplivata na izolacijo in velikost kolektorskega drsnega obroča. Elastični tip se lahko uporablja le za opremo pod 500 V.
3.2 Dolžina navijanja
Vpliva na radialno velikost in potrebno moč koluta. Daljša kot je dolžina, večja je potrebna moč.
3.3 Hitrost premikanja opreme
Vpliva na moč motorja in prenosno razmerje električnega kabelskega koluta. Ko hitrost gibanja opreme preseže 60 metrov/minuto, je treba izbrati vrsto krmiljenja s spremenljivo frekvenco.
3.4 Višina namestitve opreme
Višja kot je višina namestitve, večja je potreba po moči.
3.5. Metoda navijanja
Slika metode navijanja
3.6. Drugi dejavniki
1) Material koluta: ogljikovo jeklo, nerjaveče jeklo 304, nerjaveče jeklo 316.
2) Stopnja zaščite: IP55, IP56, IP65
3) Vodilo za kabel: ali je potrebno vodilo, ali vodilo potrebuje funkcijo zaščite pred napetostjo
4) Vodilo za kable: ali je potrebno vodilo za kable
5) Način napajanja: napajanje s srednje/končne točke itd.
Diagram namestitve vodilnega okvirja
4. Področje uporabe različnih kabelskih kolutov
4.1. Kabelski kolut za protiutež
Gre za mehansko napravo, ki samodejno navija kabel po principu shranjevanja energije, ko se utež dvigne. Ko se kabel izvleče, se kolut za kabel vrti, s čimer se vrti kolut za žično vrv, ki je koaksialno povezan z kolutom za kabel, da se dvigne utež in shrani potencialna energija. Ko kolut navija kabel, se utež spusti in sprosti potencialna energija. Pod vplivom napetosti žične vrvi se kolut za kabel, ki je koaksialno povezan z kolutom za žično vrv, vrti in sinhrono navija kabel.
Prednosti: preprosta konstrukcija, stabilno in zanesljivo delovanje, enostavna namestitev in vzdrževanje ter dolga življenjska doba.
Slabosti: velika velikost, omejen hod, če je potreben velik hod, je treba pustiti dovolj prostora za namestitev.
Področje uporabe: portalni žerjavi s kratkim hodom za velike kable nad 35 mm², vagoni za litje loncev, vagoni za staljeno železo, vagoni za žlindro v jeklarskih delavnicah in druga oprema. Ta oprema je primerna za sidranje kablov na končnih in srednjih točkah.
4.2 Vzmetni kabelski kolut
Gre za mehansko napravo, ki samodejno navija kabel po principu shranjevanja energije s sproščanjem vzmeti koluta. Ko je kabel izvlečen, se kolut zavrti, da zategne spiralno vzmet in shrani energijo; ko se kolut vrne, bo kabel samodejno navil.
Prednosti: dobra sinhronizacija, majhna napetost kabla, nizka cena.
Slabosti: Zaradi omejene življenjske dobe same vzmeti je življenjska doba te vrste koluta relativno kratka in jo omejuje hod.
Področje uporabe: Horizontalno in vertikalno navijanje kablov za energetske in krmilne kable pod 35 mm², kot so na primer priseski za dvigovanje elektromagnetov, prijemala, električni ploščadi in druga oprema ter podobni delovni pogoji. Te naprave so primerne za sidranje končnih in srednjih točk kablov.
4.3. Kabelski kolut z magnetno sklopko
Osnova tehnologije je uporaba permanentne magnetne sklopke kot sinhronega diferencialnega mehanizma. Postopek navijanja kabla temelji na tem, da moč poganja kolut, ki navija kabel skozi permanentno magnetno sklopko. Spojka in kolut nenehno diferencialno drsita, da se zagotovi, da je hitrost navijanja kabla enaka hitrosti premikanja opreme. Z nastavitvijo izhodnega navora permanentne magnetne sklopke je mogoče napetost kabla prilagoditi v določenem območju. Postopek sproščanja kabla poteka preko enosmerne sklopke, moč pa se ne more prenesti na spojko in kolut. Pod vplivom napetosti kabla kolut premaga histerezo naprave za histerezo sproščanja kabla in sinhrono sprosti kabel.
Prednosti: zrela tehnologija in visoka stroškovna učinkovitost. Sinhronizacija koluta in mobilne opreme je stabilna in zanesljiva. V zadnji fazi prenosnega sistema se uporablja tehnologija trajnih magnetov, ki deluje z nizko hitrostjo in brez segrevanja; ko je kabel navit in sproščen, je mogoče prilagoditi napetost kabla, da se zaščiti kabel.
Slabosti: visok hrup.
Področje uporabe: kabli s specifikacijami pod 35 mm², kot so električni ploščadi, vozički, stolpni žerjavi, mostni ali portalni žerjavi, zlagalniki in nakladalniki ter druga oprema in podobni delovni pogoji. Primerno za sidranje kablov na končnih in srednjih točkah.
4.4. Izboljšan kabelski kolut z magnetno sklopko
Načelo tega kabelskega koluta je enako kot zgoraj navedeno. Glede na potrebe uporabnika je mogoče izbrati diskovni motor ali zavorni motor. Električni način krmiljenja koluta je tak, da motor za navijanje kabla deluje, motor za sproščanje kabla pa je izklopljen.
Prednosti: bolj kompaktna struktura, majhna velikost, majhna masa, enostavna namestitev.
Slabosti: visok hrup.
4.5. Kabelski kolut motorja z dolgotrajnim zastojem
Kot vir moči uporablja navorni motor z lastnostmi dolgotrajne zaustavitve in samoregulacije hitrosti. Izhodna hitrost motorja se samodejno zmanjša z naraščanjem zunanje obremenitve, hitrost koluta kabla pa se samodejno prilagodi hitrosti premikanja opreme; pri sprostitvi kabla se pod vplivom napetosti kabla premaga navor zastojnega motorja in se kabel sinhrono sprosti; pri parkiranju in izklopu se kolutna zavora navornega motorja uporabi za zaklepanje kabla, da se prepreči zdrs kabla.
Prednosti: Motor je vedno napajan, elektronsko krmiljenje je preprosto, stopnja okvar se lahko zmanjša, obseg navijanja kabla je velik in hod je dolg.
Slabosti: Pri sproščanju kabla je treba premagati upor zaradi zastoja motorja, zato je treba pri uporabi majhnih kablov biti previden.
Področje uporabe: kabli velikih dimenzij, kot so zlagalniki, mostni žerjavi ali portalni žerjavi, in mobilna oprema, ki se premika na dolge razdalje. Te naprave so primerne za sidranje kablov na končnih in srednjih točkah.
4.6. Histerezni kabelski kolut
Disk iz permanentnega magnetnega jekla tvori izmenično večpolno magnetno polje. Nasproti diska je močan indukcijski disk. Ko motor poganja indukcijski disk, da se vrti z veliko hitrostjo, se magnetni disk vrti prek magnetne sklopke. Ko imata oba diska zdrs hitrosti, večpolni magnetni disk izmenično magneti indukcijski disk na nasprotni strani, s čimer ustvari navor (tj. "magnetno sklopko"), ki se upira temu zdrsu in poganja (ali zavira) magnetni disk, da se vrti. Motor poganja kabelski kolut, da prenese moč na histerezno sklopko, po zaviranju pa se ojačani navor prenese na kabelski kolut. Ko kabelski kolut deluje, se motor vedno vrti v smeri navijanja kabla. Ko se dvižna oprema odmakne od vira napajanja, kabel potegne kolut nazaj, zaradi česar oba koluta zdrsneta in sprostita kabel na kolutu. Navor magnetnega polja histerezne sklopke bo vedno zagotavljal, da je kabel med postopkom sproščanja kabla v napetem stanju. Ko se dvižna oprema vrne, napetost kabla na kolutu izgine in kolut se zavrti v smeri navijanja, da dokonča stanje navijanja kabla.
Njegove prednosti so kompaktna struktura, enostavna namestitev in vzdrževanje, nastavljiv izhodni navor glede na dejanske delovne pogoje, dobra funkcija samozaviranja, ni potrebe po namestitvi zavor in zanesljivo delovanje kabelskega bobna. Njegov krmilni sistem je preprost in ga je mogoče povezati s sistemom za krmiljenje naprej in nazaj opreme. Dokler oprema deluje, bobenski motor deluje in fazno zaporedje se ne spreminja. Med delovanjem kabelskega bobna lahko histerezna sklopka prilagaja hitrost glede na hitrost delovanja gostiteljske opreme, tako da je hitrost linije kabelskega bobna za navijanje in sproščanje kabla sinhronizirana s hitrostjo delovanja gostiteljske opreme.
Njegova pomanjkljivost je, da je pri veliki kabelski kapaciteti in visoki višini namestitve gostitelja za zmanjšanje dviga temperature rotorja in podaljšanje življenjske dobe rotorja potrebno sprejeti koncept zasnove večglavega majhnega navora, kar je relativno drago.
Primeren je za težke mobilne stroje in opremo, kot so pristaniški portalni žerjavi, kontejnerski žerjavi, nakladalci ladij, stolpni žerjavi itd. Ta oprema je primerna za sidranje kablov na končnih in srednjih točkah.
4.7. Kabelski kolut s spremenljivo frekvenco
Frekvenčni motor je montažna konstrukcija B5, neposredno povezana z vhodnim koncem reduktorja. En konec izhodne gredi reduktorja je preko ključa povezan s kabelskim kolutom, drugi konec pa z električnim drsnim obročem v kolektorski omarici. Reduktor in prenosna omarica kolektorskega obroča sta pritrjena na vrhu podnožja. Krmilna omarica inverterja je neodvisna od kabelskega koluta, ustrezen položaj namestitve pa je mogoče izbrati glede na dejansko situacijo. V zaprtozančnem vektorskem krmiljenju (z vektorskim krmiljenjem senzorja hitrosti) inverter izbere način krmiljenja navora z odprto zanko in izračuna dejanski premer koluta kabelskega koluta z integracijo debeline, da natančno krmili izhodni navor motorja, s čimer zagotovi, da kabel ne bo povzročil sprememb napetosti zaradi sprememb premera koluta, ko je navit na kolut, torej da je napetost kabla konstantna. Kabelski kolut ima naslednje prednosti:
(1) Med navijanjem in odvijanjem kabla je napetost, ne glede na to, kje na progi deluje oprema, vedno konstantna, napetost kabla pa je mogoče poljubno prilagajati z vnosom parametrov pretvornika in delovanjem gumba na krmilni plošči, kar poveča zaščito kabla in močno podaljša njegovo življenjsko dobo.
(2) Kolut se lahko hitro odzove na spremembe hitrosti delovanja opreme in ga je mogoče sinhronizirati z opremo. Njegovo delovanje je natančno in občutljivo.
(3) Prebija ozka grla tradicionalne zasnove kabelskih kolutov, kot sta histerezni tip in tip navornega motorja. Ni omejen z izjemnimi specifikacijami kabelskih specifikacij, dolžino navijanja, hitrostjo opreme in višino namestitve. Kabelski kolut v katerem koli kompleksnem delovnem stanju poganja motor s spremenljivo frekvenco in različno močjo.
(4) Ima močno prilagodljivost in lahko neprekinjeno deluje pod veliko obremenitvijo ves dan.
(5) Kolut in oprema sta povezana za zaščito delovanja, kar učinkovito preprečuje nesreče, kot je pretrganje kabla.
(6) Motor koluta je natančno krmiljen in zaščiten s frekvenčnim pretvornikom, kar lahko podaljša njegovo življenjsko dobo.
(7) Kabelski kolut s frekvenčno reguliranim motorjem lahko samodejno spreminja delovno frekvenco frekvenčno reguliranega motorja glede na nastavljeno napetost in delovno hitrost gostiteljske opreme (vozička) ter normalno deluje pri kateri koli hitrosti od 0 do n (n je asinhrona hitrost). Ko je gostiteljska oprema izklopljena, zavora frekvenčno reguliranega motorja kabelskega koluta zavira, da kabel ne zdrsne.
Prednosti: lahko natančno nadzoruje silo, najbolje ščiti kabel in podaljša življenjsko dobo kabla.
Slabosti: cena je najdražja med podobnimi izdelki
Področje uporabe: pristaniška portalna dvigala, kontejnerska dvigala, nakladalci ladij, stolpni dvigali in drugi težki mobilni stroji in oprema.
Čas objave: 23. april 2025